海内外院士共话碳中和——重构能源系统 攻克减碳难题

文章来源:四川在线王代强 林嘉薇2021-09-07 15:45

“不管是洪灾,还有火灾,都是必须快速采取行动来结束的气候变化的悲剧。”大屏幕上,诺贝尔奖得主、美国艺术科学院院士、美国加州大学伯克利分校教授丹尼尔·科曼(Dan Kammen),通过视频连线发出呼吁。
 
9月6日,主题为“碳中和愿景下能源转型与创新”的2021全球绿色发展高峰论坛在成都开幕。作为第十九届中国西部海外高新科技人才洽谈会系列活动之一,本次论坛集聚了海内外共8名院士,围绕重构能源系统、攻克减碳难题等碳中和热点议题,展开了深入交流探讨。
 
关键词:转型
 
构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系
 
“四川大学、重庆大学、清华大学、华北电力大学,还有相关的一些企业……”丹尼尔·科曼说,过去的几年中,他和中国多个机构开展项目合作,实施清洁能源转型战略。不过,合作资源是有限的,但全球减排的任务却很重。
 
据他研究,过去六年,地球两极温度升高超过2度。减轻温室气体排放,丹尼尔·科曼认为,必须进行创新,建立模型,从经济、节能、碳定价等多方面努力。
 
“在中国的每家实验室,都可以建立一个低碳电力系统的模型,挑战在于怎么样真正实现这些模型。”丹尼尔·科曼建议,一方面要在太阳能、风能、电能等技术上创新突破,另一方面,要探索推广更多支持发展清洁能源的政策,比如深圳投放的电动出租车。此外,还要加强区域合作和相关立法,这需要全社会力量共同参与。
 
美国能源经济学会院士、斯坦福大学教授詹姆士·斯维尼(James Sweeney),与丹尼尔·科曼的观点类似。在他看来,实现碳中和,需要重构一个可持续的脱碳能源系统,形成“能源政策三角”。
 
换句话说,这个系统需要做到三点:一是经济,这个能源系统必须符合经济发展规律,确保有充足的能源资源可以获利;二是安全,要考虑网络安全、国内国外安全、物理安全,这是基础特征;三是环境,能源系统必须是绿色的、环保的。
 
在能源系统上做文章,中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信认为,碳达峰、碳中和目标实施路径有两条,即落实两个构建:构建清洁低碳安全高效的能源体系,构建以新能源为主体的新型电力系统。
 
具体怎么做?他提出五点建议:大力开发利用可再生能源,发展核能、生物质能、地热能等非化石能源综合利用;积极推动煤电灵活性转型;持续推进终端用能的电气化;加强电力电子和储能等关键技术创新;完善能源转型各项政策,坚持市场化改革方向。
 
“我们电力系统,特别是电网系统,对于信息化、数字化这个步伐走得没有其他行业来的步伐大。”中国工程院院士、南方电网公司专家委员会主任委员李立浧提出,实施泛电气化,用电力来制氢、制甲醇,代替化石能源。而这就需要提升电力系统的数字化、信息化和智能化,建设透明电网。
 
关键词:创新
 
攻克少碳、用碳、零碳排放的技术
 
技术创新,是院士们热议的另一个关键词。
 
“碳中和现在成为国家战略,我觉得应该以技术为王。”中国工程院院士、深圳大学深地科学与绿色研究能源研究院院长谢和平强调,要发展碳中和技术,包括少碳的技术、用碳的技术,以及怎么攻克零碳排放能源的技术。
 
以二氧化碳能源化、资源化利用为例,谢和平说,其团队早在2014年就成功实现,通过将二氧化碳和碱性的矿物一起反应,把热转化为发电,目前已做到了千瓦级的中试装置。
 
德国地球科学与岩土工程院院士、德国克劳斯塔尔工业大学教授侯正猛,则更关注碳中和关键技术的瓶颈——如何大规模储存可再生能源。
 
针对可再生能源具有随机性、间歇性、波动性的特点,侯正猛提出了ENSYSCO智能绿色能源系统,采用人工智能、大数据、区块链等数字技术,把能源的生产、储运、使用智慧性的耦合在一起。他表示,大规模地下蓄能技术包括地热蓄能、矿井抽水蓄能、压缩空气氢气蓄能和人造甲烷储能,储量大、储存时间长、安全有效、单位成本低,还有利于地面环境保护。
 
在电力储存技术方面,中国科学院院士、西安交大教授管晓宏表示,传统的一次能源转成电能接入电网,目前还没有找到大规模经济的储存电力技术,所以弃风、弃光、弃水的现象非常严重。而氢能具有清洁、可再生、能源密度高的优点,氢能燃料电池是一个较好的储存方向,氢能制备和储运技术正处于技术革命的前夜。
 
“目前能够利用的碳的存量只占排放量的0.2%。”欧洲科学院院士、香港大学浙江研究院执行院长郭正晓说,二氧化碳可利用的潜力大概有10亿吨,在建筑材料、甲醇制备等方面大有可为,但需要科技创新和政策、资金等多方面支持。

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